محاضرات في نظام التموضع العالمي PDF

‫جامعة الزقازيق‬ ‫كلية اآلداب‬ ‫قسم الجغرافيا‬ ‫محاضرات في‬ ‫نظام التموضع العالمى‬ ‫إعداد‬...

‫جامعة الزقازيق‬ ‫كلية اآلداب‬ ‫قسم الجغرافيا‬ ‫محاضرات في‬ ‫نظام التموضع العالمى‬ ‫إعداد‬ ‫الدكتور‬ ‫الشربيني أ حمد علي‬ ‫مدرس الجغرافيا الطبيعية والاستشعار عن بعد‬ ‫ونظم المعلومات الجغرافية – كلية الآداب جامعة الزقازيق‬  ‫بِسْمِ اللهِ الرَّحْمنِ الرَّحِيمِ‬ ‫ُ َ َ ْ ََ ُ ْ َ ْ َ ْ‬ ‫ض‬ ‫﴿ هو أنشأكم مِن اْلر ِ‬ ‫َ‬ ‫َ ْ َ ْ َ َ ُ ْ‬ ‫واستعمركم فِيها﴾‬ ‫صدقَ الله العظِيم‬ ‫]سورة هود‪[16 :‬‬  ‫المقرر‪( :‬نظام التموضع العالمى)‬ ‫الفصل الدراسي‪( :‬اْلول)‬ ‫الفرقة‪( :‬الثالثة‪ -‬شعبة نظم ‪ +‬استشعار)‬ ‫وصف المقرر‬ ‫يتناول هذا المقرر دراسة نظم التموضع العالمي (‪ )GPS‬من منظور جغرافي‪ ،‬حيث‬ ‫يهدف إلى فهم كيفية استخدام هذه األنظمة في جمع وتحليل البيانات الجغرافية‪.‬‬ ‫يتضمن المقرر نظرة شاملة على المكونات األساسية لنظام ‪ ،GPS‬وتقنيات تحديد‬ ‫المواقع‪ ،‬وتطبيقات ‪ GPS‬في المجاالت المختلفة مثل االستشعار عن بعد ونظم‬ ‫المعلومات الجغرافية (‪.)GIS‬‬ ‫المحتوي‪:‬‬ ‫من المتوقع بعد إنتهاء الطالب من دراسة المقرر أن يصبح قادرا ً علي األتي‪-:‬‬ ‫‪ ‬التعرف على أساسيات نظام ‪ GPS‬ومكوناته‪.‬‬ ‫‪ ‬فهم كيفية عمل نظم التموضع العالمي وتطبيقاتها في الجغرافيا‪.‬‬ ‫‪ ‬تطوير المهارات الالزمة لجمع وتحليل البيانات باستخدام ‪.GPS‬‬ ‫‪ ‬دراسة التطبيقات العملية لنظام ‪ GPS‬في المجاالت البيئية وغيرها‪.‬‬ ‫األنشطة والواجبات‪-:‬‬ ‫‪ ‬تدريب الطالب علي االعتماد علي شبكة المعلومات الدولية‪.‬‬ ‫‪ ‬اجراء بعض البحوث العلمية‪.‬‬ ‫‪ ‬تطبيق وتدريب عملى على اخذ مجموعة من النقاط الحد المواقع وتوقيعها‬ ‫على برنامج (‪.)ArcGis‬‬ ‫التقييم‪-:‬‬ ‫‪ ‬تكليف الطالب باألنشطة البحثية لتقييم مدى تمكن الطالب جمع مادة علمية‬ ‫كتدريب للطالب ‪.‬‬ ‫‪ ‬أسئلة شفوية بالمحاضرة لتقييم مستوى تحصيل الطالب وحل المشكالت‬ ‫كتدريب للطالب‪.‬‬ ‫‪ ‬اجراء اختبار تجريبي قبل نهاية الفصل الدراسي لتقييم مستوى التحصيل‬ ‫العام للمقرر‪.‬‬  ‫مقدمة‪:‬‬ ‫المالحة هي ٌ ٌ‬ ‫واحد‪ ،‬ويتطلب فهم المالحة أن نكون على ٍ‬ ‫دراية بعلوم األرض‬ ‫علم وفن في ٍآن ٍ‬ ‫وعلم السماء‪ ،‬ومن الجدير بالذكر أن التغيرات التي حصلت في العلوم والتكنولوجيا على‬ ‫ّ‬ ‫ا‬ ‫مدار المائة عام الماضية ّ‬ ‫غيرت قليال من أساليب المالحة‪ ،‬ولكن تبقى مهمة المالح ذاتها‬ ‫كمهمته في ّ‬ ‫تتبع أين كانت السفينة وأين هي اآلن وأين ستذهب بعدها على سبيل المثال‪.‬‬ ‫ا‬ ‫ّ‬ ‫إن علم المالحة سابقا كان يعتمد على علم الفلك والفيزياء وكذلك علوم املحيطات‬ ‫واألرصاد الجوية والتفاعالت الهوائية والمائية‪ ،‬إال أن هذه المعطيات من الممكن أن تكون‬ ‫ّ‬ ‫ا‬ ‫كاملة بالنسبة للمالح‪.‬ولكن اليوم وبفضل اإللكترونيات‬ ‫في بعض األحيان معقدة أو غير ٍ‬ ‫كأجهزة الراديو والتلفاز والحواسيب‪ ،‬أصبح هناك ما يسمى بالمالحة التلقائية‪ ،‬ولقد‬ ‫بكثرة بالنسبة للمالح‪.‬‬ ‫ا‬ ‫ساعدت اإللكترونيات أيضا على توفيرالمعلومات ٍ‬ ‫ا‬ ‫تطورات كبيرة في عالم التكنولوجيا‪ ،‬كانت من بينها‬ ‫ٍ‬ ‫ولقد شهدنا في السنوات األخيرة‬ ‫مكان من خالل هاتفك املحمول الصغير‪ ،‬وذلك بالتأكيد بواسطة استخدام‬ ‫العثور على أي ٍ‬ ‫ال ‪ ،GPS‬ولكن هل تعلم أن ‪ GPS‬أو ما يعرف بنظام التموضع العالمي هو ٌ‬ ‫واحد من أنظمة‬ ‫المالحة العالمية األربعة؟ أكمل القراءة لتتعرف على تلك األنظمة األربعة الشهيرة‪.‬‬ ‫وأصبح نظام تحديد المواقع العالمي (‪ )GPS‬ا‬ ‫جزءا ال يتجزأ من الحياة الحديثة‪ ،‬حيث‬ ‫يرشدنا في تنقالتنا اليومية‪ ،‬ويساعدنا في إدارة األساطيل‪ ،‬وحتى ضمان سالمة أحبائنا من‬ ‫خالل أجهزة التتبع الشخصية‪.‬تم تصميم نظام تحديد المواقع العالمي (‪ )GPS‬في األصل‬ ‫كمشروع عسكري‪ ،‬وقد تطور إلى تقنية تؤثر على جوانب مختلفة من الحياة المدنية‪.‬في‬ ‫‪ ،MesidaTech‬نحن ملتزمون بدفع حدود تقنية ‪ ،GPS‬وتقديم حلول متقدمة تلبي‬ ‫احتياجات الشركات واألفراد على حد سواء‪.‬‬  ‫المحتويات‬ ‫‪4‬‬ ‫مقدمة‬ ‫الفصــل اْلول‪ :‬اْلقــمـــار الـصـنـاعـيـة مفهومها وانواعها‬ ‫‪8‬‬ ‫مقدمة‬ ‫ا‬ ‫‪8‬‬ ‫أوال‪ :‬تعريف األقمارالصناعية‪Satellites :‬‬ ‫ا‬ ‫‪01‬‬ ‫ثانيا‪ :‬النشأة والتطور‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪01‬‬ ‫ثالثا‪ :‬مكونات األقمارالصناعية‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪01‬‬ ‫رابعا‪ :‬مدارات األقمارالصناعية‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪12‬‬ ‫خامسا‪ :‬تجهيزات القمرالصناعي وإطالقه‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪12‬‬ ‫سادسا‪ :‬كيف يدور القمرالصناعي حول الكوكب؟‬ ‫ا‬ ‫‪12‬‬ ‫سابعا‪ :‬أنواع األقمارالصناعية‪:‬‬ ‫الفصل الثاني‪ :‬نظام التموضع العالمي المفهوم والتطور والمكونات‬ ‫‪55‬‬ ‫مقدمة‬ ‫ا‬ ‫‪52‬‬ ‫أوال‪ :‬ما هو نظام التموضع العالمى (‪:)GPS‬‬ ‫ا‬ ‫‪58‬‬ ‫ثانيا‪ :‬كيف نشأت تقنية تحديد المواقع؟‬ ‫ا‬ ‫‪21‬‬ ‫ثالثا‪ :‬ألية عمل نظام تحديد المواقع العالمي‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪26‬‬ ‫رابعا‪ :‬مكونات نظام التموضع العالمي‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪21‬‬ ‫خامسا‪ :‬األهمية‪:‬‬ ‫الفصل الثالث‪ :‬أنواع أنظمة المالحة العالمية‬ ‫‪27‬‬ ‫مقدمة‬ ‫ا‬ ‫‪27‬‬ ‫أوال‪ :‬نظام التموضع العالمي ‪( GPS‬الواليات المتحدة األمريكية)‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪22‬‬ ‫ثانيا ‪ :‬نظام غلوناس ‪( GLONASS‬روسيا)‬ ‫ا‬ ‫‪80‬‬ ‫ثالثا ‪ :‬نظام غاليليو ‪( Galileo‬االتحاد األوروبي)‬ ‫‪86‬‬ ‫ابعا ‪ :‬نظام بايدو ‪( BeiDou‬الصين)‪:‬‬ ‫ر ا‬ ‫الفصل الرابع‪ :‬تطبيقات نظام التموضع العالمي)‪(GPS‬‬ ‫‪82‬‬ ‫مقدمة‬ ‫ا‬ ‫‪82‬‬ ‫أوال‪ :‬في مجال الزراعة‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪81‬‬ ‫ثانيا‪ :‬في مجال الطيران‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪10‬‬ ‫ثالثا‪ :‬في مجال البيئة‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪17‬‬ ‫رابعا‪ :‬في العمليات البحرية‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪12‬‬ ‫خامسا‪:‬السالمة العامة وإدارة الكوارث‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪11‬‬ ‫سادسا‪ :‬في مجال السكك الحديدية‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪010‬‬ ‫سابعا‪ :‬في مجال االستجمام‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪016‬‬ ‫ثامنا‪ :‬تطبيقات فضائية‪:‬‬  ‫ا‬ ‫‪015‬‬ ‫تاسعا‪:‬المساحة ووضع الخرائط‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪012‬‬ ‫عاشرا‪ :‬قياس الوقت‪:‬‬ ‫‪000‬‬ ‫حادى عشر‪ :‬الشوارع والطرق السريعة‪:‬‬ ‫الفصل الخامس‪ :‬التطبيقات الجغرافية لنظام‪GPS‬‬ ‫‪005‬‬ ‫مقدمة‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪005‬‬ ‫أوال‪ :‬استخدام ‪ GPS‬في الخرائط والمسوحات الجغرافية‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪001‬‬ ‫ثانيا‪ :‬التطبيقات في نظم المعلومات الجغرافية (‪:)GIS‬‬ ‫ا‬ ‫‪015‬‬ ‫ثالثا‪ :‬كيفية استخدام ‪ GPS‬في دراسات الجغرافيا الطبيعية والبشرية‬ ‫ا‬ ‫‪012‬‬ ‫رابعا‪ :‬نظام ‪ GPS‬والبيئة‪:‬‬ ‫الفصــل السادس‪ :‬تطبيق وتدريب عملي‬ ‫ا‬ ‫‪067‬‬ ‫أوال‪ :‬أخذ نقاط اإلحداثيات من الطبيعة‪:‬‬ ‫ا‬ ‫‪062‬‬ ‫ثانيا‪ :‬العثور على إحداثيات الموقع واستخدامها‪:‬‬ ‫المراجع‬ ‫‪076‬‬ ‫أ‪-‬المراجع العربية‪:‬‬ ‫‪076‬‬ ‫ب‪-‬المراجع اإلنجليزية‪:‬‬ ‫‪077‬‬ ‫المواقع االلكترونية‪:‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫الفصل األول‬ ‫األقــمـــار الـصـنـاعـيـة مفهومها وانواعها‬ ‫‪-7-‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫الفصل األول‬ ‫األقــمـــار الـصـنـاعـيـة مفهومها وانواعها‬ ‫مقدمة‪:‬‬ ‫تعد األقمار الصناعية من أهم اكتشافات القرن العشرين إن لم يكن أهمها‪ ،‬ا‬ ‫نظر‬ ‫لما تقدمه من فوائد جمة تساعد اإلنسان على التواصل مع الكون المحيط ومعرفة‬ ‫أخباره‪ ،‬لذا أصبحت جميع مؤسسات االتصال ووسائل اإلعالم بنوعيها المسموع‬ ‫منها والمرئي يعتمدون على األقمار الصناعية التي تدور في الفلك‪ ،‬بعد أن كانت‬ ‫تلك الفكرة في يوم من األيام أشبه بالخيال‪ ،‬وال يمكن تصديقها‪.‬‬ ‫وأول من فكر بها هو (ايفرت هيل) وقد فكر بها عن طريق قصته القصيرة التي‬ ‫قام بكتابتها في عام ‪9681‬م‪ ،‬وقد ظلت الفكرة مجرد حلم في خيال الكاتب‪ ،‬حتى‬ ‫عام ‪9191‬م‪ ،‬حين قام (قسطنطين تشياكوفسكي) عالم الفيزياء الروسي بنشر خبر‬ ‫عن التوصل لطريقة ما يمكن من خاللها القيام بعملية دفع األجهزة في الفضاء‬ ‫وظلت األبحاث قائمة على هذا األمر‪.‬‬ ‫ً‬ ‫أوال‪ :‬تعريف األقمار الصناعية‪Satellites :‬‬ ‫يمكن تعريف األقمار الصناعية بأنها آالت من صنع اإلنسان يتم إطالقها في‬ ‫الفضاء للدوران في مدارات محددة حول األرض‪ ،‬أو أي جسم آخر‪ ،‬وذلك للقيام‬ ‫بمهام عديدة؛ كالتقاط الصور لألرض والتي من شأنها أن تساعد خبراء األرصاد‬ ‫على التنبؤ بالطقس وتعقب األعاصير‪ ،‬باإلضافة إلى التقاط صور لكواكب أخرى‪،‬‬ ‫‪-8-‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫أو للشمس‪ ،‬أو للثقوب السوداء‪ ،‬والمجرات البعيدة‪ ،‬حيث تساعد هذه الصور العلماء‬ ‫على فهم النظام الشمسي والكون بشكل أفضل‪.‬‬ ‫ويتم استخدام العديد من األقمار الصناعية في مجال االتصاالت؛ وذلك لبث‬ ‫اإلشارات لتشغيل التلفاز‪ ،‬وإجراء المكالمات الهاتفية حول العالم‪ ،‬كما تُستخدم في‬ ‫مكونة من أكثر‬ ‫نظام تحديد المواضع العالمي (‪)GPS‬؛ حيث إن هناك مجموعة ّ‬ ‫من عشرين قم ار صناعي للقيام بهذه المهمة‪.‬‬ ‫بعض نماذج واشكال األقمار الصناعية‬ ‫‪-9-‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ً‬ ‫ثانيا‪ :‬النشأة والتطور‪:‬‬ ‫قبل ثورة األقمار الصناعية كانت االتصاالت محدودة جدا‪ ،‬فلم تكن اإلشارات‬ ‫التلفزيونية تغطي مسافات بعيدة‪ ،‬وكانت الحواجز الطبيعية والمحدثة تحجبها‬ ‫وتشوشها‪.‬وكذا بالنسبة للمكالمات الهاتفية؛ حيث كانت محدودة المسافة أيضا‪ ،‬ومن‬ ‫المكلف للغاية تركيب أسالك الهاتف لمسافات طويلة سواء فوق األرض أو تحت‬ ‫المياه‪.‬فكان ال بد من ثورة تقنية جديدة تذهب باالتصاالت إلى مدى أبعد ونطاق‬ ‫أوسع‪ ،‬فجاءت ثورة األقمار الصناعية‪.‬‬ ‫وأول من فكر بها هو (ايفرت هيل) وقد فكر بها عن طريق قصته القصيرة التي‬ ‫قام بكتابتها في عام ‪9681‬م‪ ،‬وقد ظلت الفكرة مجرد حلم في خيال الكاتب‪ ،‬حتى‬ ‫عام ‪9191‬م‪ ،‬حين قام (قسطنطين تشياكوفسكي) عالم الفيزياء الروسي بنشر خبر‬ ‫عن التوصل لطريقة ما يمكن من خاللها القيام بعملية دفع األجهزة في الفضاء‬ ‫وظلت األبحاث قائمة على هذا األمر‪.‬‬ ‫فكانت األقمار الصناعية مجرد أفكار نظرية في خيال العلماء واألدباء‪ ،‬حتى‬ ‫أطلق السوفيات أول قمر صناعي بحجم كرة الشاطئ في الرابع من أكتوبر‪/‬تشرين‬ ‫األول ‪ ،9191‬وكانت مهمته قياس كثافة طبقات الجو المختلفة‪ ،‬وأطلق عليه‬ ‫السوفيات اسم "سبوتنيك‪ ،″9-‬وكان بداية سلسلة "سبوتنيك" لألقمار الصناعية‬ ‫السوفياتية‪.‬‬ ‫‪- 01 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫وبعد شهر‪ ،‬وتحديدا في الثالث من نوفمبر‪/‬تشرين الثاني ‪ ،9191‬أطلق‬ ‫السوفيات القمر الصناعي "سبوتنيك‪ "2-‬الذي كان أكبر حجما ووزنا من سابقه‪،‬‬ ‫وهو من حمل الكلبة الشهيرة "اليكا"‪ ،‬التي تعتبر أول كائن حي يصل إلى الفضاء‪.‬‬ ‫ثم أطلقت وكالة الفضاء األميركية "ناسا" القمر الصناعي "إكسبلورر‪ "9-‬في‬ ‫يناير‪/‬كانون الثاني ‪.9196‬وتتابع إطالق أقمار سلسلة إكسبلورر هذه‪ ،‬حتى جاءت‬ ‫أول صورة فضائية لألرض من مستكشف ناسا إكسبلورر‪ 8-‬عام ‪.9191‬‬ ‫وفي فترة زمنية قصيرة نسبيا‪ ،‬تطورت تكنولوجيا األقمار الصناعية من التجريبية‪،‬‬ ‫مثل سبوتنيك‪ ،‬إلى المتطورة والقوية‪.‬ومع التحسينات النوعية في أنظمة الدفع والطاقة‬ ‫لألقمار الصناعية فقد زاد عمرها االفتراضي إلى ‪ 19-29‬سنة‪.‬‬ ‫و ّأدت ابتكارات تقنية أخرى‪ ،‬مثل مركبات اإلطالق منخفضة التكلفة والقابلة إلعادة‬ ‫االستخدام‪ ،‬واتساع النطاق الترددي الذي زاد من عدد القنوات وحجم البيانات‬ ‫المنقولة‪ ،‬إلى زيادة الطلب على خدمات األقمار الصناعية في السنوات القادمة‪.‬‬ ‫ويجري حاليا تطوير مجموعات ضخمة من آالف األقمار الصناعية المصممة‬ ‫لتوفير الوصول لإلنترنت إلى أي مكان على وجه األرض‪.‬وستتمتع أقمار‬ ‫االتصاالت الصناعية المستقبلية بمزيد من قدرات المعالجة على متنها‪ ،‬والمزيد من‬ ‫الطاقة‪ ،‬وهوائيات ذات فتحة أكبر ستمكن األقمار الصناعية من التعامل مع المزيد‬ ‫من عرض النطاق الترددي‪.‬‬ ‫‪- 00 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ً‬ ‫ثالثا‪ :‬مكونات األقمار الصناعية‪:‬‬ ‫كبير في‬ ‫تختلف األقمار الصناعية التي تدور حول األرض فيما بينها اختالفا ا‬ ‫الحجم‪ ،‬يصل وزنها إلى ثالثة أطنان في أقمار االتصاالت‪ ،‬وقد يكون وزنها ‪299‬‬ ‫كجم في أقمار االستشعار عن ُب ْعد‪ ،‬وقد يصل وزنها إلى بضع عشرات من‬ ‫الكيلوجرامات في األقمار التجريبية الصغيرة‪ ،‬ويقوم بتصنيع األقمار إما شركات‬ ‫متخصصة أو مؤسسات بحثية أو جامعات‪.‬وتتألف عموما من كتلتين رئيسيتين‬ ‫يطلق عليهما الحمولة والحافلة‪.‬‬ ‫‪ -1‬الحمولة (‪:)Payload‬‬ ‫تشير إلى جميع األجهزة والمعدات التي تؤدي المهمة الرئيسية للقمر الصناعي‪،‬‬ ‫كأجهزة االستشعار(الكاميرات والمجسات لجمع البيانات) وأجهزة االتصاالت (التي‬ ‫تسهم في إرسال واستقبال البيانات)‪ ،‬وتستخدم الحمولة لتحقيق األهداف العلمية أو‬ ‫‪- 01 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫التجارية‪ ،‬مثل التصوير األرضي‪ ،‬أو المراقبة الجوية‪ ،‬أو االتصاالت‪ ،‬وكمثال على‬ ‫ذلك الحمولة في‪-:‬‬ ‫‪ ‬أقمار الطقس تتضمن الكاميرات التي تعطي صو ار تتضمن معلومات عن‬ ‫بنية الغيوم‪.‬‬ ‫‪ ‬أقمار االتصاالت تحتاج الى عواكس هوائية ضخمة إلرسال اإلشارات‬ ‫الهاتفية أو التلفزيونية ‪.‬‬ ‫‪ ‬أقمار اإلستشعار عن بعد تحتاج الى كاميرات رقمية دقيقة وحساسات‬ ‫تصوير دقيقة للحصول على صور واضحة عن سطح االرض ومكوناتها‬ ‫المختلفة‪.‬‬ ‫‪ ‬أقمار البحث العلمي تحتاج الى التلسكوب وحساسات الصورة لتسجيل‬ ‫المشاهد للنجوم والكواكب التي تتم دراستها‪.‬‬ ‫‪- 01 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -2‬الحافلة (‪:)Bus‬‬ ‫الجزء المخصص من القمر الستيعاب الحمولة ونقلها الى المدار المطلوب‪.‬يقوم‬ ‫هذا الجزء بحفظ أجزاء القمر مع بعضها البعض ويؤمن القدرة الكهربائية‪ ،‬وحسابات‬ ‫العمل والدفع والتسيير الى الفضاء‪ ،‬باإلضافة الى ذلك تمتلك الحافلة معدات‬ ‫االتصال مع المحطة االرضية الخاصة بها‪.‬‬ ‫وتتألف الحافلة من عدد من العناصر وهي على النحو التالى‪-:‬‬ ‫أ‪ -‬منظومة توليد الطاقة (‪:)Power Systems‬‬ ‫تحتاج جميع انظمة وأجهزة القمر الصناعي الى الطاقة كي تعمل وتنجز مهامها‪،‬‬ ‫وتؤمن الشمس الطاقة الالزمة ألغلب األقمار الصناعية الموجودة في مداراتنا‬ ‫األرضية‪.‬وتستخدم أنظمة الطاقة الشمسية (‪ )Solar Arrays‬االشعة الشمسية‬ ‫للحصول على الطاقة الكهربائية الالزمة باستخدام آالف الخاليا الشمسية‪ ،‬وتقوم‬ ‫‪- 01 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫بتوزيع الطاقة الكهربائية بين البطاريات الكهربائية من أجل التخزين‪ ،‬ووحدات التوزيع‬ ‫التي تقوم بتوزيع الطاقة الكهربائية على مختلف المعدات المستهلكة للكهرباء‪.‬‬ ‫ونظام الطاقة الشمسية يتكون من صفائح واسعة على شكل أجنحة تشكل بناء‬ ‫مكون من آالف الخاليا الشمسبة‪ ،‬تقوم كل منها باستغالل األشعة الشمسية لتوليد‬ ‫الطاقة الكهربائية الالزمة لعمل األنظمة المختلفة في القمر‪ ،‬حيث تتصل جميع تلك‬ ‫الخاليا الشمسية مع بعضها البعض ومع تركيبات النظام للحصول على الطاقة‬ ‫الكهربائية الالزمة لعمل األجهزة من جهة ‪،‬وإلعادة شحن البطاريات الكهربائية‬ ‫الخاصة بالقمر من جهة أخرى‪.‬‬ ‫ب‪ -‬منظومة التحكم بالتوجيه (‪:)Pointing Control‬‬ ‫تقوم هذه المنظومة بالحفاظ على ثبات القمر الصناعي في وضعيته المطلوبة‬ ‫وضمان التوجيه السليم في االتجاه المطلوب الصحيح للقمر الصناعي‪ ،‬يستخدم هذا‬ ‫‪- 01 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫النظام الحساسات التي تعتبر بمثابة العيون التي ترى الوضعية الحالية للقمر‪،‬‬ ‫وميكانزمات الدفع والتسيير أو عجالت المولدة للعزم‪ ،‬وذلك تبعا للتصميم الذي‬ ‫يعتمد على المهام المخصص لها عمل القمر الصناعي‪.‬فاألقمار المخصصة‬ ‫للمراقبة العلمية ( دراسة الكواكب والنجوم ) تحتاج الى نظام قيادة (تسيير ودفع)‬ ‫دقيق جدا مقارنة بماتحتاجه أقمار االتصاالت‬ ‫ت‪ -‬منظومة االتصاالت (‪:)Communications‬‬ ‫تحتوي منظومة االتصاالت في أقمار االتصاالت على الناقل والمستقبل والهوائيات‬ ‫المختلفة الالزمة إلتمام عمليات تبادل الرسائل والمعلومات بين القمر والمحطة‬ ‫األرضية‪ ،‬ويستخدم التحكم األرضي هذه المنظومة إلرسال أوامر التشغيل والحركة‬ ‫الى الحاسب المالح في القمر‪ ،‬وبالعكس تكفل هذه المنظومة نقل جميع البيانات‬ ‫التي يجمعها القمر الصناعي في مهمته الى المحطة األرضية‬ ‫‪- 01 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ث‪ -‬منظومة التحكم بالحرارة (‪:)Thermal Control‬‬ ‫تقوم هذه المنظومة بحماية القمر وحمولته المختلفة من بيئة الفضاء القاسية‪ ،‬حيث‬ ‫يتعرض القمر خالل تواجده في مداره الى تقلبات ح اررية شديدة تتراوح بين ‪929-‬‬ ‫تحت الصفر في الظل‪ ،‬الى ‪969‬درجة بوجود األشعة الشمسية المباشرة‪.‬وهذه‬ ‫التقلبات الح اررية تشكل إحدى أهم العوائق الطبيعية لعمل هذه األقمار‪.‬تستخدم‬ ‫منظومة التحكم الحراري في عملها وحدات التوزيع والعزل الحراري لحماية األجهزة‬ ‫االلكترونية التي تعتبر أكثر المعدات حساسية للح اررة ‪.‬‬ ‫‪- 07 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ج‪ -‬الناقل والمستقبل (‪:)Transmitter/Receiver‬‬ ‫جزء من منظومة االتصاالت االحتياطية‪ ،‬تعمل عندما يحتاج القمر الى إرسال‬ ‫صورة الى األرض‪ ،‬حيث يقوم الناقل بتحويل بيانات الصورة الي إشارة كهرطيسية‬ ‫يمكن إرسالها الى األرض‪.‬وعندما يقوم المهندسون بإرسال أوامر الى القمر ليقوم‬ ‫بعمل ما( تبعا لنوع مهمات القمر) يقوم المستقبل في القمر بالتقاط اإلشارة واستقبالها‬ ‫وتحويلها الى رسالة (لغة) يفهمها الحاسب المالح داخل القمر الصناعي‪.‬‬ ‫ح‪ -‬البطارية (‪:)Battery‬‬ ‫جزء من النظام االحتياطي للطاقة‪ ،‬حيث تقوم بتخزين القدرة الكهربائية التي تنتج‬ ‫من نظام الطاقة الشمسية‪ ،‬وهذه البطارية تستخدم لتغذية مختلف المعدات االلكترونية‬ ‫التي تعمل في القمر الصناعي‪.‬‬ ‫‪- 08 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ً‬ ‫رابعا‪ :‬مدارات األقمار الصناعية‪:‬‬ ‫أحد أكثر األشياء التي تدعو للفضول حول األقمار الصناعية هي المسارات‬ ‫المختلفة التي تتبعها على ارتفاعات مختلفة من األرض‪.‬إذا تركناها ألجهزتها‬ ‫الخاصة فإن هذه األقمار الصناعية التي أُطلقت من األرض قد تعود وتسقط نحو‬ ‫األرض كحجر ُقذف في الهواء‪.‬‬ ‫كل الوقت على‬ ‫ولمنع حدوث ذلك فعلى األقمار الصناعية أن تستمر بالحركة َّ‬ ‫الرغم من وجود قوة الجاذبية األرضية والتي تسحبها نحو األرض لكنها ال تندفع‬ ‫متحطمة نحوها‪ ،‬يدور بعضها بنفس سرعة دوران األرض حول نفسها ولذلك فإن‬ ‫ٍ‬ ‫محددة فوق رؤوسنا‪.‬‬ ‫هذه األقمار تبقى ثابتة في ٍ‬ ‫نقطة‬ ‫أقمار أخرى بسرعة أكبر‪ ،‬وتخضع حركة القمار الصناعية حول‬ ‫ٌ‬ ‫بينما تدور‬ ‫الكرة االرضية الى قوانين كيبلر التي تحدد حركة الكواكب‪.‬وهذه القوانين تنص انه‬ ‫كلما كان القمر واقعا في مدار أعلى‪ ،‬كلما تحرك بسرعة أبطأ‪.‬وفيما يلي عرض‬ ‫ألهم أنواع مدارات األقمار الصناعية‪.‬‬ ‫أنواع مدارات األقمار‪.‬‬ ‫‪- 09 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫والمدار (‪ )Orbit‬هو المسار المنحني الذي تستخدمه الأقمار الصناعية في دورانها حول الكرة الأرضية‬ ‫لأداء مهامها وهناك أنواع من المدارات وهي‪-:‬‬ ‫‪ -1‬المدار األرضي المنخفض‪Low Earth Orbit )LEO( :‬‬ ‫يدل اسمه على أنه منخفض االرتفاع عن سطح األرض‪ ،‬وهو أقرب المدارات‬ ‫لألرض‪ ،‬يتراوح ارتفاعه ما بين ‪ 969‬حتى ‪ 2999‬كيلومتر بعيدا عن األرض (فوق‬ ‫سطح األرض)‪ ،‬وقربه من األرض يعطي لها مزية فريدة فاالتصال ما بينها و بين‬ ‫األرض يستغرق زمن تأخير قليل بالمقارنة مع المدارات األبعد منها‪.‬وعلى ذلك‬ ‫يكون األنسب في تقديمه لخدمات اإلنترنت‪ ،‬و االتصاالت‪.‬‬ ‫فتستخدمه األقمار الصناعية التي تحتاج إلي الدوران بسرعة حول كوكب األرض‬ ‫ومنها األقمار العلمية التجريبية وأقمار الرصد واالستطالع والمسح الجوي كما‬ ‫تستخدمه أيضا محطة الفضاء الدولية‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫محطة الفضاء الدولية على ارتفاع يقع بين ‪ 063-073‬كم‬ ‫‪ -2‬المدار األرضي المتوسط (‪)Medium Earth Orbit – MEO‬‬ ‫يمتد هذا المدار ما بين ‪ 2999‬وحتى نحو ‪ 18999‬كيلومت ار بعيدا عن األرض‬ ‫أي أنه يتضمن مسافات شاسعة وأبعد من المدار األرضي القريب‪ ،‬لكنه أقل كثافة‬ ‫بكثير وقلما يستخدم في الواقع‪.‬أهم ما يوجد في المدار األرضي المتوسط هو أقمار‬ ‫التوجيه ألنظمة المالحة المختلفة فهو يتضمن أقمار نظام التوجيه العالمي ‪،GPS‬‬ ‫باإلضافة لألقمار الصناعية الخاصة بأنظمة التوجيه األخرى مثل ‪Galileo‬‬ ‫و‪.GLONASS‬‬ ‫‪ -3‬المدار الثابت‪Geostationary Orbit :‬‬ ‫المدار المتزامن مع األرض (‪ ،)Geosynchronous Orbit – GEO‬يبعد هذا‬ ‫المدار عن األرض نحو ‪ 18999‬كيلومت ار تماما‪ ،‬وفى نفس اتجاه دوران األرض‬ ‫حول نفسها‪ ،‬ويعرف هذا المدار باسم المدار الثابت أو المدار المتزامن الن سرعة‬ ‫دوران األقمار الصناعية تساوي نفس سرعة دوران األرض حول نفسها تقريبا (والتي‬ ‫تصل إلى ‪ 99199‬كيلومتر في الساعة) وبالتالي تبدو األقمار الصناعية وكأنها‬ ‫‪- 10 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ثابتة في أماكنها فوق المناطق الجغرافية المطلوب تغطيتها‪.‬وتساوي المدة التي‬ ‫يستغرقها ليدور دورة كاملة حول األرض نفس فترة دوران األرض حول نفسها‪ ،‬حوالي‬ ‫‪ 21‬ساعة و‪ 98‬دقيقة و‪ 4‬ثوان‪.‬‬ ‫وما يميزه عن المدارات األخرى هو أن األقمار الصناعية التي تدور ضمنه‬ ‫تتزامن مع دوران األرض تماما‪ ،‬بالنتيجة تبدو هذه األقمار الصناعية ثابتة بمكانها‬ ‫تماما وتتوجه باتجاه نفس النقطة دائما‪.‬وعادة ما تستخدم هذا المدار لغاية أساسية‬ ‫هي لوضع أقمار االتصاالت والبث التليفزيوني وذلك حتى ال تضطر الهوائيات‬ ‫األرضية التي تتصل بها أن تتحرك معها لمتابعتها حيث يتم توجيه هوائيات‬ ‫االستقبال واإلرسال إلى النقطة أو الموقع الثابت الذي يوجد به القمر المطلوب‪.‬‬ ‫المدار الثابت أو االستوائي‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -4‬المدار القطبي‪Polar Orbit :‬‬ ‫المدار القطبي هو نوع من المدارات التي تمر عبر القطبين الشمالي والجنوبي‪،‬‬ ‫بزاوية ميل ‪ 19‬درجة على خط االستواء وهو ما يتيح للقمر مسح مساحة شاسعة‬ ‫من سطح األرض في زمن قياسي ال يتجاوز ‪ 19‬دقيقة فقط‪ ،‬مما يتيح للقمر‬ ‫الصناعي تغطية سطح األرض بالكامل مع مرور الوقت‪.‬وعادة ما يكون في نطاق‬ ‫المدارات المنخفضة‪ ،‬ألنها تقع على ارتفاعات منخفضة تتراوح ما بين ‪ 299‬إلى‬ ‫‪ 9999‬كيلومتر‪.‬ويدور فيه القمر الصناعي حول األرض في اتجاه شمال‪-‬جنوب‪،‬‬ ‫مما يسمح له بالتحرك عبر كل عرض األرض‪.‬ويتيح للقمر الصناعي جمع بيانات‬ ‫من جميع مناطق األرض‪ ،‬بما في ذلك المناطق القطبية‪ ،‬مما يجعله مثاليا لمراقبة‬ ‫التغيرات البيئية‪.‬‬ ‫المميزات والتطبيقات‪:‬‬ ‫‪ ‬يضمن تغطية كاملة لألرض‪ ،‬حيث يمكن للقمر الصناعي التقاط صور‬ ‫وتحليل بيانات عن مختلف المناطق‪.‬‬ ‫‪ُ ‬يستخدم في مجاالت عديدة‪ ،‬مثل الزراعة‪ ،‬والغابات‪ ،‬وإدارة الموارد المائية‪،‬‬ ‫واألرصاد الجوية‪.‬‬ ‫‪ ‬فعال في مراقبة التغيرات المناخية وتأثيرات االحتباس الحراري‪.‬‬ ‫‪ُ ‬يستخدم في تصوير األرض وتحليل استخدامات األراضي‪.‬‬ ‫‪ ‬يمكن أن يساعد في مراقبة التغيرات في الغطاء النباتي‪ ،‬والجليد‪ ،‬والمياه‪.‬‬ ‫‪ُ ‬يستخدم لجمع بيانات الطقس والمناخ‪ ،‬بما في ذلك رصد العواصف‬ ‫واألعاصير‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫المدار القطبي‬ ‫‪ -5‬مدار متزامن مع الشمس (‪)Sun-Synchronous Orbit - SSO‬‬ ‫نوع خاص من المدار القطبي عادة ما يكون في نطاق من ‪ 899‬إلى ‪ 699‬كيلومتر‬ ‫فوق سطح األرض‪.‬حيث يتحرك القمر الصناعي بشكل يتزامن مع حركة الشمس‪.‬‬ ‫يعني ذلك أن القمر الصناعي يظل على نفس الجانب من األرض بالنسبة ألشعة‬ ‫الشمس‪.‬يدور القمر الصناعي حول األرض في فترة زمنية قريبة من ‪ 24‬ساعة‪،‬‬ ‫ولكن مع انحراف طفيف عن المدار المتزامن لتتبع الشمس‪.‬‬ ‫ذلك يعني أنه يتزامن مع الشمس ليبقى دائما في نفس الموضع‪ ،‬ويعني أيضا أن‬ ‫القمر الصناعي يزور نفس الموقع في نفس الوقت‪ ،‬على سبيل المثال‪ ،‬يمر فوق‬ ‫مدينة باريس بانتظام في نفس الوقت كل يوم عند الظهر‪ ،‬ولكن ما هو السبب في‬ ‫ثبات مدار القمر الصناعي‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ ‬التطبيقات‪:‬‬ ‫صور‬ ‫ا‬ ‫‪ ‬تُستخدم في جمع بيانات الطقس والمناخ على مدار اليوم‪ ،‬مما يوفر‬ ‫متزامنة مع الضوء الطبيعي‪.‬‬ ‫‪ ‬تتيح رصد التغيرات السريعة في الغطاء النباتي والمسطحات المائية‪.‬‬ ‫مقارنة بين المدارين‬ ‫المدار المتزامن مع‬ ‫المدار القطبي‬ ‫الخاصية‬ ‫الشمس )‪(SSO‬‬ ‫‪ 699 - 899‬كيلومتر‬ ‫‪ 20999 - 989‬كيلومتر‬ ‫االرتفاع‬ ‫يتزامن مع حركة الشمس‬ ‫شمال‪-‬جنوب‬ ‫الحركة‬ ‫تغطية مستمرة لمناطق‬ ‫تغطية شاملة لألرض‬ ‫التغطية‬ ‫محددة‬ ‫األرصاد الجوية‪،‬‬ ‫االستشعار عن ُبعد‪ ،‬مراقبة‬ ‫التطبيقات‬ ‫االستشعار عن ُبعد‬ ‫المناخ‬ ‫‪ ‬ملحوظة‪:‬‬ ‫تعمل ما يقارب ‪ ٪36‬من الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض‪ ،‬و‪ ٪3‬منها تعمل في مدار أرضي‬ ‫متوسط (عند ‪ 02222‬كم) ‪ ،‬و‪ ٪02‬تعمل في المدار الجغرافي الثابت (عند ‪ 63222‬كم)‪ ،‬أما الباقي (ما‬ ‫نسبته ‪ )٪0‬فيعمل في مدارات إهليلجية مختلفة‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ً‬ ‫خامسا‪ :‬تجهيزات القمر الصناعي وإطالقه‪:‬‬ ‫يتم إطالق القمر الصناعي إلى الفضاء بوضعه على صواريخ مملوءة بأطنان‬ ‫من وقود الصواريخ‪ ،‬حيث يوفر الوقود الطاقة الالزمة للصاروخ لإلقالع عن سطح‬ ‫األرض‪ ،‬وتقوم فكرة إطالق الصواريخ على مبدأ "لكل فعل رد فعل ٍ‬ ‫مساو له بالمقدار‬ ‫ومعاكس باالتجاه"‪ ،‬فعند احتراق الوقود‪ ،‬ينتج ما يسمى بالعادم (‪ ،)Exhaust‬وهي‬ ‫النيران‪ ،‬والغازات الحارة‪ ،‬والدخان‪ ،‬والتي تصدر من الصاروخ باتجاه األرض‪ ،‬وتعد‬ ‫هذه العملية هي الفعل‪ ،‬ونتيجة لذلك‪ ،‬تنتج قوة دافعة تجعل الصاروخ يتحرك لالتجاه‬ ‫المعاكس‪ ،‬أي لألعلى‪ ،‬حيث يبدأ باالرتفاع عن سطح األرض‪ ،‬وهذا هو رد الفعل‪،‬‬ ‫ويلزم الستم ارره في التحليق لألعلى وجود كميات كافية من الوقود تكفي لتوليد قوة‬ ‫دفع أقوى من قوة الجاذبية األرضية‪.‬‬ ‫ً‬ ‫سادسا‪ :‬كيف يدور القمر الصناعي حول الكوكب؟‬ ‫بعد انطالق الصاروخ من األرض‪ ،‬وعند وصوله إلى االرتفاع المطلوب‪ ،‬يقوم‬ ‫الصاروخ بإفالت القمر الصناعي‪ ،‬وبعدها يبدأ القمر الصناعي بالحركة في مداره‪،‬‬ ‫إذ يتسبب في هذه الحركة التوازن بين الزخم ‪9‬وقوة الجاذبية‪ ،‬فالزخم الناتج عن إفالت‬ ‫الصاروخ للقمر الصناعي تجعله يتحرك في اتجاه واحد‪ ،‬بينما تقوم قوة الجاذبية‬ ‫بسحبه باتجاه الكوكب‪ ،‬مما يؤدي إلى حركته في مدار حوله‪.‬‬ ‫‪ 9‬الزخم هو مفهوم في الفيزياء يعبر عن كمية الحركة لجسم ما‪ُ.‬يعرف الزخم عادة بأنه حاصل‬ ‫ضرب كتلة الجسم في سرعته‪.‬يمكن التعبير عنه رياضيا بالمعادلة التالية‪:‬‬ ‫الزخم (‪ = )p‬الكتلة (‪ × )m‬السرعة (‪)v‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ً‬ ‫سابعا‪ :‬أنواع األقمار الصناعية‪:‬‬ ‫ظهرت الحاجة الشديدة إلى استخدام األقمار الصناعية في مجاالت متعددة‪ ،‬لذا‬ ‫ظهرت أنواع متعددة من األقمار الصناعية‪ ،‬منها األقمار الصناعية الفلكية‪ ،‬وأقمار‬ ‫رصد األرض‪ ،‬وأقمار االتصاالت‪ ،‬وأقمار الطقس‪ ،‬واألقمار الصناعية العسكرية‪،‬‬ ‫واألقمار الخاصة بالمالحة‪ ،‬وغيره‪ ،‬وفيما يلي عرض لهذه األنواع بالتفصيل‪.‬‬ ‫‪ -1‬االقمار الفلكية‪Astronomy Satellites :‬‬ ‫األقمار الفلكية هي أقمار صناعية تُستخدم بشكل أساسي في مجال الفلك وعلوم‬ ‫الفضاء‪.‬تقوم هذه األقمار بجمع البيانات والمعلومات عن األجرام السماوية‪ ،‬وتساهم‬ ‫في دراسة الظواهر الفلكية والكواكب والنجوم‪.‬إليك بعض المعلومات األساسية حول‬ ‫األقمار الفلكية‪:‬‬ ‫أ‪ -‬الخصائص والمميزات‪:‬‬ ‫‪ ‬تُستخدم لدراسة األجرام السماوية‪ ،‬مثل الكواكب والنجوم والمجرات‪.‬‬ ‫‪ ‬تساهم في فهم الظواهر الفلكية‪ ،‬مثل االنفجارات النجمية والثقوب السوداء‪.‬‬ ‫‪ ‬تحتوي على أجهزة متقدمة مثل التلسكوبات‪ ،‬والمراصد‪ ،‬وأجهزة قياس األشعة‬ ‫السينية‪ ،‬واألشعة تحت الحمراء‪.‬‬ ‫‪ ‬تستخدم تقنيات استشعار عن ُبعد لجمع البيانات من الفضاء‪.‬‬ ‫‪ ‬يمكن أن تكون في مدارات منخفضة (‪ )LEO‬أو مدارات متوسطة (‪)MEO‬‬ ‫أو مدارات عالية (‪ )GEO‬حسب المهمة المطلوبة‪.‬‬ ‫‪- 17 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ب‪ -‬أمثلة على األقمار الفلكية‪:‬‬ ‫‪ -1‬تلسكوب هابل الفضائي (‪ :)Hubble Space Telescope‬أُطلق عام‬ ‫صور عالية الدقة لألجرام‬ ‫ا‬ ‫‪ ،9119‬وهو واحد من أشهر التلسكوبات‪.‬يوفر‬ ‫السماوية‪ ،‬ويساهم في اكتشاف كواكب جديدة‪.‬‬ ‫‪ -2‬تلسكوب جيمس ويب الفضائي ( ‪James Webb Space‬‬ ‫‪ )Telescope - JWST‬هو تلسكوب فضائي متطور تم تطويره كخلف‬ ‫لتلسكوب هابل‪ُ.‬يعتبر واحدا من أكبر وأكثر التلسكوبات الفلكية تقدما على‬ ‫اإلطالق‪ ،‬ويهدف إلى استكشاف الكون في نطاق األشعة تحت الحمراء‪.‬‬ ‫أُطلق ‪ JWST‬في ‪ 29‬ديسمبر ‪ ،2929‬ومنذ ذلك الحين‪ ،‬بدأ في تقديم‬ ‫بيانات وصور مذهلة تسهم في تعزيز معرفتنا بعالم الفلك‪.‬‬ ‫‪Chandra‬‬ ‫( ‪X-ray‬‬ ‫السينية‬ ‫لألشعة‬ ‫تشاند ار‬ ‫‪ -1‬تلسكوب‬ ‫‪ :)Observatory‬هو تلسكوب فضائي ُمخصص لرصد األشعة السينية‪،‬‬ ‫وقد ُسمي على اسم العالم الفلكي الهندي سوبراهمانيان تشاندراسيخار‪.‬أُطلق‬ ‫في ‪ 21‬يوليو ‪ ،9111‬ويعتبر واحدا من أبرز األدوات في مجال الفلك‪.‬‬ ‫وُيستخدم لرصد الثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات وكيف تؤثر‬ ‫على المواد المحيطة بها‪.‬ويدرس االنفجارات النجمية لفهم كيفية تطور‬ ‫النجوم‪.‬ويساعد في دراسة المجرات النشطة التي تُنتج كميات هائلة من‬ ‫األشعة السينية‪.‬‬ ‫‪ -0‬تلسكوب كبلر (‪ :)Kepler Space Telescope‬هو تلسكوب فضائي‬ ‫تم تصميمه للبحث عن كواكب خارج المجموعة الشمسية‪ُ ،‬يعرف بالكواكب‬ ‫‪- 18 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫التي تدور حول نجوم أخرى غير الشمس‪.‬أُطلق في ‪ 1‬مارس ‪ ،2991‬وقد‬ ‫كان له دور كبير في اكتشاف العديد من الكواكب الخارجية‪.‬الهدف الرئيسي‬ ‫هو العثور على كواكب تشبه األرض وتدور في مناطق يمكن أن تكون‬ ‫صالحة للحياة‪ ،‬تُعرف بالمناطق القابلة للسكن‪.‬‬ ‫ت‪ -‬التطبيقات‪:‬‬ ‫‪ ‬البحث العلمي‪ :‬تُستخدم في األبحاث والدراسات الفلكية لفهم تكوين الكون‬ ‫وتطوره‪.‬‬ ‫‪ ‬التعليم‪ :‬تُساهم في تعزيز الفهم العلمي للظواهر الفلكية في المدارس‬ ‫والجامعات‪.‬‬ ‫‪ ‬االستكشاف‪ :‬تدعم مهمات استكشاف الفضاء‪ ،‬مثل مهمات إلى الكواكب‬ ‫األخرى‪.‬‬ ‫تلسكوبات هابل وجيمس ويب‬ ‫‪- 19 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -2‬أقمار االتصاالت‪Comminication satellite :‬‬ ‫أقمار االتصاالت هي أقمار صناعية تُستخدم لنقل البيانات والمعلومات عبر‬ ‫مسافات طويلة‪.‬وتعتبر أقمار االتصاالت من أهم األقمار الصناعية المؤثرة في‬ ‫حياتنا اليومية في كل لحظة فهي تسمح بالنقل التلفزيوني ونقل الراديو‪ ،‬والتيليفون‬ ‫المباشر من و الى أي مكان على سطح األرض‪.‬‬ ‫فقبل وجود هذه األقمار كانت االتصاالت صعبة جدا وفي بعض األحيان‬ ‫مستحيلة وخصوصا عبر المسافات البعيدة‪ ،‬حيث تنتقل اإلشارة في اتجاهات‬ ‫مستقيمة‪ ،‬عندئذ يستحيل أن تنحني اإلشارة مع تحدب سطح األرض بسبب تموضع‬ ‫األقمار الصناعية في مدارات حول األرض‪.‬‬ ‫يمكن لهذه األقمار أن تستقبل اإلشارات المختلفة من محطة إرسال على األرض‬ ‫وإعادة إرسالها من جديد الى منصة استقبال أخرى بعيدة جدا عن محطة اإلرسال‬ ‫وبهذه الطريقة تم التغلب على مشكلة كروية األرض في نقل اإلشارة التلفزيونية أو‬ ‫اشارة الراديو‪.‬إليك نظرة عامة على هذه األقمار‪:‬‬ ‫أ‪ -‬مميزات أقمار االتصاالت‪:‬‬ ‫يمكن من‬ ‫‪ ‬نقل البيانات‪ :‬تُستخدم لنقل الصوت‪ ،‬والبيانات‪ ،‬والفيديو‪ ،‬مما ّ‬ ‫االتصاالت العالمية‪.‬‬ ‫‪ ‬التغطية العالمية‪ :‬توفر تغطية شاملة لمناطق واسعة‪ ،‬بما في ذلك المناطق‬ ‫النائية‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ ‬تقنيات متعددة‪ :‬تدعم تقنيات مثل االتصاالت الفضائية‪ ،‬واإلنترنت عبر‬ ‫األقمار الصناعية‪ ،‬والبث التلفزيوني‪.‬‬ ‫ب‪ -‬أنواع أقمار االتصاالت‪:‬‬ ‫‪ ‬أقمار االتصاالت الثابتة‪ :‬تدور في مدارات ثابتة (‪ )Geostationary‬على‬ ‫ارتفاع حوالي ‪ 190168‬كيلومتر‪ ،‬مما يسمح لها بالبقاء في نفس الموضع‬ ‫بالنسبة لألرض‪.‬‬ ‫‪ ‬أقمار االتصاالت المتنقلة‪ :‬تُستخدم في االتصاالت المتنقلة‪ ،‬وتدور في‬ ‫مدارات متغيرة‪ ،‬مثل المدارات المتوسطة (‪ )Medium Earth Orbit‬أو‬ ‫المنخفضة (‪.)Low Earth Orbit‬‬ ‫ت‪ -‬االستخدامات‪:‬‬ ‫‪ ‬االتصاالت الهاتفية‪ :‬تمكين االتصاالت الهاتفية الدولية والمحلية‪.‬‬ ‫‪ ‬البث التلفزيوني‪ :‬نقل إشارات التلفزيون إلى المنازل‪.‬‬ ‫‪ ‬االتصال باإلنترنت‪ :‬توفير خدمة اإلنترنت في المناطق التي تفتقر للبنية‬ ‫التحتية األرضية‪.‬‬ ‫ث‪ -‬أبرز أمثلة ألقمار االتصاالت‪:‬‬ ‫‪ ‬دورة األقمار الصناعية‪ :‬مثل أقمار "‪ "Intelsat‬و"‪ "SES‬و"‪."EchoStar‬‬ ‫‪ ‬أقمار االتصاالت العسكرية‪ :‬مثل نظام "‪ "MILSTAR‬و" ‪Wideband‬‬ ‫‪."Global SATCOM‬‬ ‫‪ ‬ومن أهم األقمار الصناعية المصرية لالتصاالت‪ :‬نايل سات ‪ ، 999‬نايل‬ ‫سات ‪ ،992‬نايل سات ‪ ،991‬نايل سات ‪.299‬‬ ‫‪- 10 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫تعتبر أقمار االتصاالت جزءا أساسيا من بنية االتصاالت الحديثة‪ ،‬مما يسهم في‬ ‫تعزيز الترابط العالمي‪.‬‬ ‫بعض أنواع أقمار الاتصالات وتاريخ اطلاقها‬ ‫المدار‬ ‫سنة اإلطالق‬ ‫الشركة المالكة‬ ‫اسم القمر‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2001‬‬ ‫‪Intelsat‬‬ ‫‪Intelsat 901‬‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2013‬‬ ‫‪SES‬‬ ‫‪SES-1‬‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2016‬‬ ‫‪EchoStar‬‬ ‫‪EchoStar 19‬‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2010‬‬ ‫‪Arabsat‬‬ ‫‪Arabsat 5A‬‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2018‬‬ ‫‪Hispasat‬‬ ‫‪Hispasat 30W-6‬‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2019‬‬ ‫‪SKY Perfect JSAT‬‬ ‫‪JCSAT-17‬‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2017‬‬ ‫‪Eutelsat‬‬ ‫‪Eutelsat 172B‬‬ ‫‪Geostationary‬‬ ‫‪2017‬‬ ‫‪Inmarsat‬‬ ‫‪Inmarsat I-5 F4‬‬ ‫‪ -3‬أقمار المالحة‪Navigation Satellites :‬‬ ‫هي أقمار صناعية تُستخدم لتحديد المواقع وتوجيه المالحة‪ ،‬وتعتبر جزءا أساسيا‬ ‫من أنظمة المالحة العالمية مثل نظام ‪( GPS‬نظام تحديد المواقع العالمي)‪.‬إليك‬ ‫بعض المعلومات المهمة حول أقمار المالحة‪:‬‬ ‫أ‪ -‬الوظيفة‪:‬‬ ‫تُستخدم لتحديد المواقع بدقة‪ ،‬مما يساعد في تحديد اإلحداثيات الجغرافية (خطوط‬ ‫الطول والعرض) لموقع معين على سطح األرض‪.‬‬ ‫ب‪ -‬التكنولوجيا‪:‬‬ ‫تعمل عن طريق إرسال إشارات راديوية إلى أجهزة االستقبال على األرض‪ ،‬التي‬ ‫تقوم بحساب المسافة بناء على زمن وصول اإلشارة‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ت‪ -‬التغطية‪:‬‬ ‫يتطلب النظام وجود عدد من األقمار الصناعية في المدار لضمان تغطية عالمية‬ ‫مستمرة‪.‬على سبيل المثال‪ ،‬نظام ‪ GPS‬يحتوي على ‪ 24‬ا‬ ‫قمر صناعيا على األقل‪.‬‬ ‫ث‪ -‬األنظمة الرئيسية‪:‬‬ ‫قمر‬ ‫‪ ‬نظام تحديد المواقع العالمي (‪ :)GPS‬نظام أمريكي يتضمن ‪ 19‬ا‬ ‫صناعيا يوفر خدمات المالحة للمستخدمين في جميع أنحاء العالم‪.‬‬ ‫‪ ‬نظام المالحة العالمي الروسي(‪ :)GLONASS‬نظام روسي مماثل لـ‬ ‫‪ ،GPS‬ويتكون من ‪ 19‬ا‬ ‫قمر صناعيا‪.‬‬ ‫‪ ‬نظام جاليليو(‪ :)Galileo‬نظام المالحة األوروبي الذي ُيعتبر دقيقا ومتاحا‬ ‫للمستخدمين المدنيين والعسكريين‪.‬يهدف إلى توفير خدمات مالحية‬ ‫عالمية‪.‬‬ ‫‪ ‬نظام بيدو (‪ :)BeiDou‬نظام المالحة الصيني الذي يهدف إلى تقديم‬ ‫خدمات تحديد المواقع على مستوى عالمي‪.‬‬ ‫ج‪ -‬التطبيقات‪:‬‬ ‫‪ ‬المالحة الشخصية‪ :‬تُستخدم في الهواتف الذكية‪ ،‬واألجهزة المحمولة‪،‬‬ ‫وأنظمة المالحة في السيارات‪.‬‬ ‫‪ ‬المالحة البحرية والجوية‪ :‬تُستخدم لتوجيه السفن والطائرات وتحديد مواقعها‬ ‫بدقة‪.‬‬ ‫‪ ‬الخدمات اللوجستية‪ :‬تُساعد في تتبع الشحنات وتقديم خدمات التوصيل‪.‬‬ ‫‪ ‬األغراض العلمية‪ :‬تُستخدم في الدراسات الجغرافية والمسوحات األرضية‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫دور حيويا في تحديد المواقع وتوجيه المالحة‬ ‫وخالصة القول أقمار المالحة تلعب ا‬ ‫في جميع أنحاء العالم‪.‬تساهم في تحسين الكفاءة في العديد من القطاعات‪ ،‬بدءا‬ ‫من النقل حتى األبحاث العلمية‪.‬‬ ‫اقمار المالحة‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -4‬أقمار االستشعار من بعد‪( :‬أقمار دراسة موارد األرض)‬ ‫تقوم هذه األقمار بمراقبة ودراسة البيئة بشكل عام علي كوكب األرض دون تماس‬ ‫مباشر مع هذه البيئة (عن بعد) وكمثال عام يمكن استخدام هذه األقمار لدراسة‬ ‫ومراقبة هجرة الطيور‪ ،‬تحديد المصادر المعدنية وتوزعها‪ ،‬مراقبة المحاصيل الزراعية‬ ‫وحمايتها من مخاطر الطقس ومراقبة ودراسة تكون األعاصير وانتقالها‪ ،‬ومراقبة‬ ‫الغابات وتحديد سرعة تراجع الغطاء النباتي في المناطق المختلفة من األرض‪.‬‬ ‫ويمكن لجميع الدراسات السابقة أن تتم بشكل أفضل من الفضاء منه من‬ ‫األرض‪ ،‬بسبب اإلمكانية الكبيرة للحصول على أفضل الصور لالمتداد الواسع من‬ ‫المساحة المرئية التي من المستحيل الحصول على مثيلتها من األرض‪.‬أحد أهم‬ ‫األمثلة على هذه األقمار هي‪ ،‬والتي تمتلك خصائص متنوعة‪ ،‬في دعم األبحاث‬ ‫الزراعية وعلم المحيطات‪ ،‬علم الغابات‪ ،‬علم المياه‪ ،‬الجيولوجيا‪ ،‬علم الخرائط‪ ،‬وعلم‬ ‫األرصاد الجوية‪ ،‬والعديد من الحقول البيئية الهامة ومنها ما يستخدم لألغراض‬ ‫العسكرية‪ ،‬وما يستخدم لألغراض السلمية‪.،‬‬ ‫وتستخدم في جمع المعلومات عن سطح األرض سواء كانت هذه المعلومات‬ ‫طبيعية مثل تصوير الغطاء النباتي بجميع عناصره‪ ،‬أو أشكال سطح األرض‪،‬‬ ‫وإرسال صور فضائية لمحطات االستقبال لتحليلها والحصول على خرائط السطح‪،‬‬ ‫كذلك يتم جمع المعلومات عن بعض المظاهر البشرية على سطح األرض‪ ،‬أو‬ ‫األراضي الزراعية بجميع خصائصها كإبراز أنواع المحاصيل‪ ،‬ومن ثم إمكانية‬ ‫حساب مساحاتها من الخرائط المنتجة بواسطة األقمار‪ ،‬هذا باإلضافة إلى عشرات‬ ‫المجاالت األخرى التي تسهم بها أقمار االستشعار من بعد‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ )1‬نموذج لبعض أقمار االستشعار عن بعد‪:‬‬ ‫أ‪ -‬سلسله االقمار الصناعية األمريكية الندسات‪(Landsat) :‬‬ ‫سلسلة أقمار "الندسات" (‪ )Landsat‬هي مجموعة من األقمار الصناعية‬ ‫المخصصة لالستشعار عن ُبعد‪ ،‬والتي تُستخدم لمراقبة األرض وجمع البيانات عن‬ ‫استخدامات األراضي‪ ،‬والتغيرات البيئية‪ ،‬والزراعة‪ ،‬والمزيد‪.‬تعتبر صور أقمار‬ ‫الندسات (‪ )Landsat‬أكبر أرشيف لألقمار الصناعية مجاني‪ ،‬ومتاح لجميع‬ ‫الباحثين حول العالم؛ ويغطي جميع أرجاء الكرة األرضية منذ ‪ 9112‬إلى الوقت‬ ‫الراهن‪.‬إليك نظرة عامة عن سلسلة أقمار الندسات‪:‬‬ ‫‪ -1‬لاندسات ‪)Landsat 1( 1‬‬ ‫أول قمر صناعي في سلسلة الندسات أُطلق في عام ‪9112‬م‪ ،‬قدم بيانات‬ ‫استشعار عن ُبعد باستخدام مستشعر )‪.Multi-Spectral Scanner (MSS‬كان‬ ‫ُيستخدم لرصد استخدام األراضي والتغيرات البيئية‪.‬كان يلتقط بيانات في أربع أطوال‬ ‫موجية‪.‬‬ ‫‪ -0‬لاندسات ‪)Landsat 2( 0‬‬ ‫أُطلق في عام ‪9119‬م‪ ،‬نسخة مطورة من الندسات ‪ ،9‬مع تحسينات في النظام‪،‬‬ ‫استمر في استخدام مستشعر ‪ ،MSS‬وجمع بيانات مشابهة للنسخة السابقة‪ ،‬مما‬ ‫ساعد في تحسين تحليل البيانات‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -6‬لاندسات ‪)Landsat 3( 6‬‬ ‫قمر صناعي مطور يهدف إلى تحسين جودة الصور والبيانات‪.‬أُطلق في عام‬ ‫‪9162‬م‪ ،‬تم تحسين نظام المستشعرات لتقديم بيانات أدق‪ ،‬مع االستمرار في استخدام‬ ‫‪.MSS‬ويمثل هذا القمر ختام الجيل األول من األقمار الصناعية األمريكية‪.‬‬ ‫‪ -4‬لاندسات ‪)Landsat 4( 4‬‬ ‫بعد ذلك أتجهت الواليات المتحدة إلى إطالق الجيل الثانى من أقمار الندسات‬ ‫ير مع تقديم مستشعر (‪(Thematic -TM‬‬ ‫فأُطلق في عام ‪9162‬م‪ ،‬تمثل تحوال كب ا‬ ‫)‪.Mapper‬زادت الدقة واألطوال الموجية التي يمكن قياسها‪ ،‬حيث تضمنت ‪1‬‬ ‫أطوال موجية بدال من ‪ ،4‬مما سمح بتحليل أكثر تفصيال‪.‬‬ ‫‪ -5‬لاندسات ‪)Landsat 5( 5‬‬ ‫أُطلق في عام ‪9164‬م‪ ،‬واستمر العمل حتى عام ‪ ،2991‬مع فترة خدمة طويلة‪.‬‬ ‫استخدم مستشعر ‪ ،TM‬وقدم بيانات موثوقة للدراسات البيئية والزراعية‪.‬حقق أكثر‬ ‫من ‪ 21‬عاما من البيانات المتاحة‪.‬‬ ‫‪ -3‬لاندسات ‪)Landsat 6( 3‬‬ ‫أُطلق في عام ‪9111‬م‪( ،‬ولم يتم تشغيله بسبب فشل اإلطالق)‪.‬كان يهدف إلى‬ ‫تحسين المراقبة األرضية‪ ،‬لكن لم ُيطلق بنجاح‪.‬الشيء الذي دفع إلى إطالق قمر‬ ‫بديل يتمثل في الندسات ‪ )Landsat7 - ETM +( 1‬عام ‪9111‬م‪.‬‬ ‫‪- 17 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -7‬لاندسات ‪)Landsat 7( 7‬‬ ‫أُطلق في عام ‪9111‬م‪ ،‬قدم تحسينات إضافية مع استخدام مستشعر ‪Enhanced‬‬ ‫)‪ ،Thematic Mapper Plus (ETM+‬زاد الدقة واألداء‪ ،‬مع القدرة على التقاط‬ ‫بيانات في ‪ 6‬أطوال موجية‪.‬إال أن هذا القمر ظهرت بعض سلبيات المسح (تعرض‬ ‫ألعطال في نظام المسح) ترتب عنها ظهور خطوط سوداء نتيجة عدم توافق سرعة‬ ‫المسحة مع سرعة القمر الصناعي‪ ،‬لكن البيانات المجمعة ال تزال مفيدة‪.‬‬ ‫‪ -8‬لاندسات ‪)Landsat 8( 8‬‬ ‫ولتجاوز جميع مشاكل األقمار السابقة تم إطالق القمر الصناعي الندسات ‪6‬‬ ‫(‪ )Landsat 8‬يوم ‪ 99‬فبراير ‪2991‬م‪ ،‬فيما تم نشر أولى صوره للتحميل ابتداء‬ ‫من شهر أبريل ‪2991‬م حيث يتم نشر الصور بعد التقاطها بيوم واحد فقط‪ ،‬الشيء‬ ‫الذي أضاف قفزة نوعية من حيث دراسة وتتبع الظواهر الطبيعية‪ ،‬وقد أشارت هيئة‬ ‫المساحة الجيولوجية األمريكية (‪ )USGS‬بكون القيمة االقتصادية للقمر الصناعي‬ ‫الندسات ‪ 6‬خالل السنة األولى من إطالقه فاقت تكاليف إنجازه‪.‬‬ ‫ويعد من أحدث األقمار في السلسلة حتى اآلن‪ ،‬مع مستشعرين‪Operational :‬‬ ‫)‪ Land Imager (OLI‬و)‪.Thermal Infrared Sensor (TIRS‬يوفر بيانات‬ ‫بدقة أعلى وأطياف إضافية لتحليل البيانات‪ ،‬بما في ذلك بيانات ح اررية‪.‬يستمر في‬ ‫جمع البيانات الهامة للبحث العلمي وإدارة الموارد‪.‬‬ ‫‪- 18 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -2‬لاندسات ‪)Landsat 9 ( 2‬‬ ‫وأمام هذا النجاح المبهر لهذه السلسلة من األقمار الصناعية المجانية فإنه تم‬ ‫عقد اتفاق بين وكالة الفضاء (‪ )NASA‬والهيئة الجيولوجية األمريكية (‪)USGS‬‬ ‫عن الشروع في العمل إلعداد القمر الصناعي الندسات ‪ )Landsat 9( 1‬والذي‬ ‫كان معد إلطالقه سنة ‪2921‬م‪ ،‬ولكن تم اطالقه قبل ذلك الموعد بالتحديد في ‪21‬‬ ‫سبتمبر ‪2929‬م بهدف استمرار المسح الفضائي لألرض‪.‬‬ ‫التسلسل الزمني لسلسلة أقمار الالندسات األمريكية‬ ‫المدة الزمنية‬ ‫تاريخ انتهاء الخدمة‬ ‫تاريخ األطالق‬ ‫نوع القمر الصناعي‬ ‫‪ 6‬سنوات‬ ‫‪1771‬‬ ‫‪1772‬‬ ‫‪Landsat 1‬‬ ‫‪ 7‬سنوات‬ ‫‪1712‬‬ ‫‪1771‬‬ ‫‪Landsat 2‬‬ ‫‪ 1‬سنوات‬ ‫‪1710‬‬ ‫‪1771‬‬ ‫‪Landsat 3‬‬ ‫‪ 11‬سنة‬ ‫‪1770‬‬ ‫‪1712‬‬ ‫‪Landsat 4‬‬ ‫‪ 21‬سنة‬ ‫‪2312‬‬ ‫‪1710‬‬ ‫‪Landsat 5‬‬ ‫‪-‬‬ ‫فشل االطالق‬ ‫‪1770‬‬ ‫‪Landsat 6‬‬ ‫حتي هذا الوقت‬ ‫مازال بالخدمة‬ ‫‪1777‬‬ ‫‪Landsat 7‬‬ ‫حتي هذا الوقت‬ ‫مازال بالخدمة‬ ‫‪2310‬‬ ‫‪Landsat 8‬‬ ‫حتي هذا الوقت‬ ‫مازال بالخدمة‬ ‫‪2321‬‬ ‫‪Landsat 9‬‬ ‫‪- 19 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫التسلسل الزمنى إلطالق األقمار الصناعية األمريكية الندسات وتتابعها التاريخى (من ‪1772‬‬ ‫إلى ‪.)2321‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫مسارات األقمار الصناعية (الندسات) ‪Landsat Orbits‬‬ ‫الحظ عدم تطابق مسارات األقمار الصناعية مع الشمال الجغرافى‪ ،‬لذا ال ينطبق شمال الصور الفضائية‬ ‫مع الشمال الجغرافى إذ أن شمال صورة القمر ينحرف فى اتجاه الشرق بزاوية يتوقف مقدارها على موقع‬ ‫الصورة بالنسبة لخط األستواء‪ ،‬وتزداد هذه الزاوية باألبتعاد عن خط األستواء‪.‬‬ ‫يميل مدار القمر الصناعى بزاوية ‪ 7‬درجات على المحور العمودى على سطح األرض وذلك‬ ‫‪2‬‬ ‫للمحافظة على المدار الشمسى الزمنى‬ ‫‪2‬‬ ‫المعروف أيضا باسم المدا ر الجغرافي الزمني أو المدار الجغرافي المتزامن‪ ،‬يشير إلى المدار الذي تدور فيه‬ ‫األقمار الصناعية حول األرض بحيث تكون سرعتها الزاوية متزامنة مع دوران األرض حول محورها‪.‬وبالتالي‪ ،‬يبدو‬ ‫القمر الصناعي ثابتا بالنسبة لنقطة معينة على سطح األرض‪.‬‬ ‫‪- 10 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫ب‪ -‬األقمار الصناعبة واألوروبية‪:‬‬ ‫‪ -1‬أقمار سبوت الفرنسية(‪)SPOT‬‬ ‫تقدم األقمار الصناعية الفرنسية مجموعة واسعة من البيانات الدقيقة حول‬ ‫األرض‪ ،‬مما ُيسهم في تحسين الفهم العلمي وإدارة الموارد الطبيعية والبيئة‪.‬تُستخدم‬ ‫هذه البيانات في تطبيقات متعددة تتراوح بين الزراعة إلى مراقبة التغيرات البيئية‬ ‫والتخطيط العمراني‪.‬وبطبيعة الحال حاولت الدول األوربية مالحقة التطور األمريكى‬ ‫والسوفيتى‪ ،‬فقامت فرنسا (مع معاونة رمزية من بلجيكا وبعض الدول األوربية‬ ‫األخرى) بإطالق أول قمر صناعى فرنسى‪ ،‬لمالحظة األرض ودراستها‪ ،‬وذلك فى‬ ‫عام ‪ ،9168‬وعرف باسم "أسبوت ‪ )SPOT-1( 9-‬من مدينة تولوز ‪Toulouse‬‬ ‫(بفرنسا)‪ ،‬وذلك على متن الصاروخ األوربى ‪.Ariane‬وبعد ذلك تم إطالق سلسلة‬ ‫األقمار الفرنسية "أسبوت" ( من أسبوت – ‪ 9‬الي أسبوت – ‪ ) 1‬باستخدام الصاروخ‬ ‫ايرين ‪ Ariane‬وذلك طبقا لتسلسل التاريخي الموضح بالجدول‪.‬‬ ‫التسلسل الزمنى إلطالق األقمار الصناعية الفرنسية ‪ SPOT‬وتتابعها التاريخى (من ‪ 1716‬إلى ‪)2310‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫التسلسل الزمني لسلسلة أقمار سبوت الفرنسية‬ ‫المدة الزمنية‬ ‫تاريخ أنتهاء الخدمة‬ ‫تاريخ االطالق‬ ‫القمر‬ ‫‪0‬‬ ‫‪9119‬‬ ‫‪9168‬‬ ‫أسبوت – ‪1‬‬ ‫‪17‬‬ ‫‪2991‬‬ ‫‪9119‬‬ ‫أسبوت – ‪2‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪9111‬‬ ‫‪9111‬‬ ‫أسبوت – ‪0‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪2991‬‬ ‫‪9116‬‬ ‫أسبوت – ‪0‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪2999‬‬ ‫‪2992‬‬ ‫أسبوت – ‪1‬‬ ‫حتي هذا الوقت‬ ‫مازال يعمل‬ ‫‪2992‬‬ ‫أسبوت – ‪6‬‬ ‫حتي هذا الوقت‬ ‫مازال يعمل‬ ‫‪2310‬‬ ‫أسبوت – ‪7‬‬ ‫‪ -2‬أقمار ‪( Sentinel‬جزء من برنامج‪)Copernicus 3‬‬ ‫سلسلة من األقمار الصناعية األوروبية المخصصة للمراقبة البيئية‪ ،‬حيث تشارك‬ ‫فرنسا في تطوير بعض هذه األقمار‪.‬وتشمل أقمار (‪ )Sentinel 1‬و ( ‪Sentinel‬‬ ‫‪ )2‬التي تُستخدم في رصد الغابات‪ ،‬والتغيرات في استخدام األراضي‪ ،‬والمراقبة‬ ‫المناخية‪.‬‬ ‫‪ -3‬أقمار ‪ TerraSAR-X‬و‪TanDEM-X‬‬ ‫أقمار تكنولوجيا الرادار المستخدمة في تصوير األرض‪ ،‬حيث تم تطويرها بالتعاون‬ ‫بين فرنسا وألمانيا‪.‬وتُستخدم في تحليل التضاريس‪ ،‬وإدارة الموارد‪ ،‬ورصد التغيرات‬ ‫البيئية‪.‬‬ ‫برنامج ‪ Copernicus‬هو برنامج مراقبة بيئية رائد تابع لالتحاد األوروبي‪ ،‬ويهدف إلى توفير بيانات‬ ‫‪1‬‬ ‫دقيقة حول البيئة والتغيرات المناخية‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -4‬أقمار ‪DEMETER‬‬ ‫قمر صناعي ُيركز على دراسة البيئة المحيطة باألرض وتأثي ارتها‪.‬ويستخدم في‬ ‫مراقبة النشاط الزلزالي والتغيرات البيئية‪.‬‬ ‫‪ -5‬أقمار ‪FORMOSAT‬‬ ‫برنامج تايواني يتعاون مع فرنسا في تطوير بعض األقمار‪.‬وتُستخدم في دراسات‬ ‫الزراعة واألرصاد الجوية‪.‬‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫‪ -5‬األقمار العسكرية‪:‬‬ ‫تطور الحروب عبر التاريخ جلب معه تطو اَر خطي اَر جداَ في القدرات والوسائل‬ ‫واالمكانيات العسكرية ومنها موضوعنا اليوم عن أقمار التجسس العسكرية‪ ،‬ويعتبر‬ ‫عصرنا ده أي عصر التكنولوجيا الحديثة واالتصاالت هو عصر حرب الفضاء مع‬ ‫ما يعنيه من مصطلح عسكرة الفضاء واستخدام االقمار الصناعية التي تراقب بوقت‬ ‫قصير وسريع وبشكل دقيق كل معالم األرض والحركة عليها مما يمكن الدول‬ ‫الموجهة لهذه االقمار من تعزيز قدراتها التجسسية واالستخبارية ورصد ومتابعة‬ ‫المنشأت االستراتيجية والعمليات العسكرية التابعة للدولة الخصم من جهة إضافة‬ ‫الى كشف الثروات الطبيعية الموجودة في باطن األرض من جهة أخرى‪.‬‬ ‫وقد أصبح في الوقت الحالي لالستخدام العملياتى لألقمار الصناعية أهمية‬ ‫حيوية في العمليات العسكرية الحديثة من خالل جمع المعلومات عن مناطق التمركز‬ ‫الرئيسية للقوات المعادية ورصد أعمال اعادة التمركز واالنتشار وكذلك تدقيق‬ ‫احداثيات المواقع واألهداف بدقة عالية واحتساب وتقدير كميات الذخائر المطلوبة‬ ‫للمدفعيات والصواريخ لتدمير المواقع المعادية‪.‬‬ ‫ح‪ -‬االستخدامات العسكرية‪:‬‬ ‫تستخدم األقمار االصطناعية في المجاالت العسكرية لتحقيق طائفة واسعة من‬ ‫األهداف‪ ،‬والتي يمكن تفصيلها على النحو التالي‪:‬‬ ‫‪ -1‬اإلنذار المبكر‪:‬‬ ‫يمكن استخدام تقنيات االستشعار عن بعد في األقمار االصطناعية العسكرية‬ ‫في الكشف المبكر عن الصواريخ العابرة للقارات‪ ،‬كالصواريخ الباليستية‪ ،‬والصواريخ‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫التي يتم إطالقها من غواصات‪ ،‬والتي تحتاج إلى عدة دقائق لبلوغ وإصابة الهدف‪،‬‬ ‫كما يتم استخدام األقمار االصطناعية في تتبع تحركات األسطول‪ ،‬ومراقبة خطوط‬ ‫اإلمداد والقيادة للعدو‪ ،‬ومراقبة األنشطة في القواعد الجوية‪ ،‬واعتراض االتصاالت‬ ‫الميدانية‪ ،‬والتحذير من إمكانية قيام العدو بعمليات عسكرية ‪.‬ومن جهة أخرى‪ ،‬يتم‬ ‫توظيف األقمار في تقدير األضرار الناجمة عن القصف الجوي أو النووي ‪.‬أما في‬ ‫أوقات السلم‪ ،‬فيتم استخدامها في مراقبة المواقع النووية‪ ،‬لمراقبة االلتزام بالمعاهدات‬ ‫المتعلقة بالحد من التسلح ونزع السالح ‪.‬ويالحظ أن القمر االصطناعي العسكري‬ ‫الروسي «رورسات»( ‪ ،)RORSAT‬وهو قمر صناعي الستطالع المحيطات‪،‬‬ ‫يستخدم من قبل الجيش الروسي في تتبع مجموعات حاملة الطائرات األمريكية في‬ ‫أعالي البحار‪ ،‬كما يمكن لموسكو توظيف البيانات الواردة من القمر االصطناعي‬ ‫لكي تشن هجوما جويا ضدها‪.‬‬ ‫‪ -2‬االستطالع اإللكتروني‪:‬‬ ‫يتم تحديد مواقع الدفاع الجوي ورادارات الصواريخ الدفاعية للدول المعادية‬ ‫باستخدام األقمار االصطناعية العسكرية ‪.‬ويأتي من األمثلة في هذا اإلطار أقمار‬ ‫«فريت» ( ‪ )FERRET‬األمريكية‪ ،‬وهي أقمار مخصصة ألغراض االستطالع‬ ‫اإللكتروني‪ ،‬وتحلق على ارتفاع يراوح بين ‪ 299‬و‪ 499‬كم‪.‬‬ ‫‪ -3‬التجسس على االتصاالت‪:‬‬ ‫التنصت على اتصاالت العدو العسكرية ‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫توظف األقمار العسكرية كذلك في‬ ‫ويالحظ أن هذه النوعية من القمار العسكرية يمكن نشرها في مدارات مختلفة حول‬ ‫‪- 11 -‬‬  ‫محاضرات في نظام التموضع العالمى‬ ‫األرض‪ ،‬وذلك بخالف األقمار العسكرية المخصصة اللتقاط صور للمواقع‬ ‫العسكرية‪ ،‬على سبيل المثال‪ ،‬والتي يتم عادة نشرها في مدارات قريبة من األرض‪.‬‬ ‫االتصاالت العسكرية‪:‬‬ ‫‪-4‬‬ ‫تأمين االتصاالت الالسلكية المشفرة بعيدة المدى بين مراكز القيادة والسيطرة‬ ‫وقادة الوحدات الميدانية في مسارح العمليات‪ ،‬مثل األقمار العسكرية من نوعية‬ ‫«فيه سات» ( ‪ ) VSAT‬المستخدم في سالح اإلشارة‪.‬كما يتم استخدام االتصال‬ ‫بالليزر‪ ،‬سواء للربط بين األقمار االصطناعية‪ ،‬أو بين القمر االصطناعي‬ ‫والمقاتالت‪.‬واليزال االتصال بالليزر بين القمر االصطناعي والمحطات األرضية‬ ‫أم ار صعبا‪ ،‬نظ ار ألن السحب يمكن أن تؤثر عليها‪ ،‬ومن